Principiile de bază ale sistemelor RFID

1. Principii de bază

Din perspectiva metodelor de comunicare și de detectare a energiei între etichete electronice și cititoare, sistemele pot fi, în general, împărțite în două categorii, și anume sisteme de cuplare inductivă (Inductive Coupling) și sisteme de cuplare cu retrodifuziune electromagnetică (Backscatter Coupling). Cuplajul inductiv realizează cuplarea prin câmp magnetic alternant de înaltă frecvență în spațiu, pe baza legii inducției electromagnetice; cuplarea cu retroîmprăștiere electromagnetică, adică modelul principal al radarului, unda electromagnetică emisă se reflectă după lovirea țintei și, în același timp, transportă înapoi informațiile țintei, pe baza regulilor de propagare spațială a undelor electromagnetice.

2. Sistem RFID de cuplare inductivă

Metoda de cuplare inductivă a RFID corespunde protocolului ISO/IEC 14443. Etichetele electronice cuplate inductiv constau dintr-un suport de date electronic, de obicei constând dintr-un singur microcip și o bobină cu suprafață mare folosită ca antenă.

Aproape toate etichetele electronice cuplate inductiv funcționează pasiv. Toată energia necesară pentru funcționarea microcipului din etichetă este furnizată de energia electromagnetică indusă transmisă de cititor. Câmpul electromagnetic puternic de înaltă frecvență este generat de bobina antenei cititorului și trece prin secțiunea transversală a bobinei și spațiul înconjurător al bobinei pentru a provoca inducția electromagnetică în etichetele electronice din apropiere.

3. Retrodifuziune electromagneticăSistem RFID

(1) Modulație de tip backscatter

Tehnologia radar oferă baza teoretică și aplicativă pentru metoda de cuplare cu retroîmprăștiere a RFID. Când o undă electromagnetică întâlnește o țintă spațială, o parte din energia sa este absorbită de țintă, iar cealaltă parte este împrăștiată în diferite direcții cu intensități diferite. Dintre energia împrăștiată, o mică parte este reflectată înapoi către antena de transmisie și este recepționată de antenă (deci antena de transmisie este și o antenă de recepție). Semnalul primit este amplificat și procesat pentru a obține informații relevante despre țintă.

Când undele electromagnetice sunt emise de la o antenă în spațiul înconjurător, ele întâlnesc ținte diferite. O parte din energia undelor electromagnetice care ajunge la țintă (atenuarea spațiului liber) este absorbită de țintă, iar cealaltă parte este împrăștiată în diferite direcții cu intensități diferite. O parte din energia reflectată revine în cele din urmă la antena de transmisie și se numește ecou. În tehnologia radar, această undă reflectată poate fi folosită pentru a măsura distanța și orientarea unei ținte.

Pentru sistemele RFID, cuplarea cu retrodifuzare electromagnetică poate fi utilizată pentru a finaliza transmisia de date de la etichetele electronice la cititoare prin utilizarea reflexiei undelor electromagnetice. Această metodă de lucru este utilizată în principal în sistemele cu frecvențe de 915MHz, 2.45GNz sau mai mari.

(2) Metoda de cuplare cu retroîmprăștiere RFID

Frecvența la care o undă electromagnetică este reflectată de la o țintă este determinată de secțiunea transversală a reflexiei. Mărimea secțiunii transversale de reflexie este legată de o serie de parametri, cum ar fi dimensiunea, forma și materialul țintei, lungimea de undă și direcția de polarizare a undei electromagnetice etc. Deoarece performanța de reflexie a țintei crește de obicei pe măsură ce frecvența crește, metoda de cuplare cu retrodifuziune RFID folosește UHF și UHF, iar distanța dintre transponder și cititor este mai mare de 1 m. Cititoarele, transponderele (etichetele electronice) și antenele constituie un sistem de comunicare transceiver.